Монография «Современный геодинамический режим Арктического сегмента земной коры и нефтегазообразование» выпущена научно-издательским центром «Социосфера».
Целью работы являлось выявление признаков проявлений зон глубинного нефтегазообразования в современном геодинамическом режиме Арктического сегмента земной коры. В работе проведён детальный анализ геодинамического режима и наличия или отсутствия пространственно-временной связи нефтегазоносных бассейнов и геодинамических структур на разных масштабных уровнях (от глобального до локального). Рассмотрены строение и структура зон субдукции, спрединга и рифтогенеза, как возможных каналов глубинных флюидов и газов.
Учёный приходит к выводу, что нефтеогазобразование связано с различными геодинамическими режимами. Объединяет их сложное послойно-блоковое строение, сочетание и/или перемешивание режимов растяжения и сжатия, меняющихся в пространстве (по латерали и вертикали) и во времени. Сопоставление проявлений кимберлитового магматизма и зон глубинного нефтегазообразования показало, что наблюдается не только пространственная близость между таксонами кимберлитового магматизма и зонами глубинного нефтегазонакопления, но и сходство признаков земной коры в этих структурах. Установлено, что немаловажное значение для алмазо- нефтегазообразования имеют и тектонические узлы. В работе показано сходство зон субдукции, спрединга, рифтогенеза и тектонических узлов в геодинамическом режиме, имеющем значение для нефтегазонакопления при глубинном источнике флюидов и газов.
Исследование выполнено в ходе выполнения государственного задания ФИЦКИА УрО РАН № гос. регистрации АААА-А18-118012390305-7; а также при финансовой поддержке РФФИ, проект № 18-05-60024 «Анализ состояния природной среды равнинных территорий Арктической зоны РФ с использованием геоинформационных технологий и цифрового моделирования рельефа».
– Юрий Григорьевич, сколько потребовалось времени, чтобы написать монографию, посвящённую столь сложным геологическим проблемам?
– Работа велась примерно с 2003 года. Эта тема не являлась основной для лаборатории, просто в процессе анализа имеющихся данных возникали дополнительные результаты, заставляющие проводить дополнительные исследования. Ранее мы частично делали исследования геодинамического режима Арктического сегмента по разным структурам, а сейчас, наверное, подошло время собрать информацию воедино. Как говорят: «Время разбрасывать камни, и время собирать камни».
– Иногда в монографиях указывают: «Предназначена для специалистов в таких-то областях, а также будет интересна тем-то». Вы бы кому адресовали новую монографию?
– Сложно сказать, поскольку, например, нефтяники разделились на две научные группировки. Одни – приверженцы идеи органического происхождения нефти, вторые – сторонники теории глубинного происхождения. Я лично придерживаюсь теории глубинного происхождения, но при этом не отрицаю и осадочного происхождения углеводородов. Потому что, когда говорится о тектонотипе нефтегазоносного бассейна, всё равно вы сталкиваетесь с тектоникой, а не чисто с происхождением нефти как органического вещества. Сейчас появляется всё больше подтверждений глубинного происхождения. Как говорят китайцы: «Если на одни вопрос существует ответ да или нет, то истина лежит посередине». Но в любом случае роль тектонических процессов, по моему мнению, имеет доминирующий характер.
– Получается, книга точно будет интересна сторонникам теории глубинного происхождения.
– Тут есть одна маленькая тонкость. Дело в том, что в этой научной дискуссии гипотеза сталкивается с парадигмой. Глубинная нефть – это пока ещё гипотеза, хотя ее истоки лежат ещё как минимум в 18 веке прошлого тысячелетия. Но на настоящий момент «инструментарий» почти не разработан, поисковые критерии слабо разработаны. А органическая нефть – это парадигма: у неё есть «инструментарий», подтвержденный многолетней практикой успешных поисков нефти, объяснено, что и как делать. Поэтому она в этом отношении пока выигрывает.
До сих пор химики не ясно представляют, как происходит образование глубинной нефти. У разных учёных-химиков разные взгляды на проблему, зачастую противоречащие друг другу. Они в этом отношении «органики» пока выигрывают. Но я думаю, что всё со временем наладится, когда этим серьёзно будут заниматься специалисты разных научных дисциплин, желательно совместно.
Я рассматривал проблему с точки зрения глубинного генезиса глубинной нефти. Смотрел тектонические структуры, их сходство и различие, и как на них территориально ложатся нефтегазоносные бассейны.
– Химия глубинной нефти – единственное слабое место теории?
– Ещё одна беда сторонников глубинной нефти заключается в том, что непонятно, что такое «глубинность». Это глубина образования углеводородов, глубина их подъёма, глубина нахождения месторождения? Что конкретно называется глубинной нефтью, с какой глубины учитывать? Кто-то пишет, что нефть идёт чуть ли не из ядра, кто-то говорит о границе Мохо, кто-то – о 5 км и не больше.
Гипотеза получила «новое дыхание» когда залежи нефти начали обнаруживать в фундаменте. Фундамент – это архей, органики там не может быть по определению, а нефть есть, причём довольно крупные бассейны, если не сказать гигантские. Это было нужно как-то объяснить. Поэтому возникла идея глубинного происхождения. Но есть та самая химическая «лакуна» (пока не решенная): из глубины идут простые вещества (углерод, водород), а нефть – сложная молекула. И пока нет теории, которая бы показала, как образуется нефть на глубине. Есть противоречивые взгляды, причём зачастую и у одних и тех же авторов.
Поэтому и нужно анализировать, похожи ли структуры друг на друга или нет, чем отличаются. Теоретически зона субдукции – это зона поддвига океанической коры под континентальную – это режим сжатия. Зона спрединга – это режим растяжения. Теоретически в геодинамическом плане – они антагонисты. Но нефть есть и там, и там.
Я попробовал рассмотреть не их различия, а их сходства. Различия все знают. И вот получилось, что у всех этих структур сходства всё-таки есть, хоть они и антагонисты. Во всяком случае, в тектоническом режиме.
– А в чём оно выражается?
– На глубине – слоисто-блоковое строение, и происходит чередование режимов растяжения и режимов сжатия. Раньше считалось, что в зоне субдукции нет режимов растяжения. Там монолитная плита пододвигается, какое может быть растяжение? А сейчас учёные пришли к выводу, что единой плиты нет. Во-вторых, появилось понятие «противоток»: один слой идёт в одну сторону, второй – в другую. То есть идёт явное чередование режимов. У континентальных рифтов наблюдается то же самое. У них сеть режим скольжения – один слой скользит по другому. То есть, если поставить его условные координаты, то действительно получится, что идёт противоток, правда на другой глубине и с другим углом падения.
В зоне спрединга, которую мы исследовали, наблюдается практически то же самое. У этих структур разная глубинность, но совпадения однозначно есть. В этом отношении они очень похожи. Когда говорят о рифтах и о зоне спрединга, – в принципе, это обе структуры растяжения: они похожи. Но с зоной субдукции, по идее, ничего общего не должно быть, а общего там достаточно много.
– Что может помочь совершить прорыв в этой теории, её доказательстве? Междисциплинарные исследования?
– Они по факту междисциплинарные, потому что это и нефтяная геология, и геодинамика, и геотектоника, и математика с физикой, и химия. Но есть пробел в химии. На глубине особые условия (давление, температура), но пока эксперименты проводятся в лабораторных условиях. А есть такое правило, что лабораторный эксперимент не заменяет природного процесса. В естественных условиях система намного сложнее, больше связей и всё не так однозначно.
Затем очень сложная математика, очень много составляющих, влияний, аттракторов, поэтому многомерную модель очень сложно просчитать. Всё равно что-то нужно выкидывать, что-то упрощать, что-то урезать. Поэтому получается то, что получается.
– А теорию можно проверить увеличивая глубину бурения?
– Самая глубокая скважина – Кольская сверхглубокая (12,5 тысяч метров). Но по ней получили такой результат: границы, которые выделены по геофизике, совпадают, а состав пород вообще не совпадает. Она уникальна: обнаружена жидкость на глубинах, где её не должно быть, поскольку она должна быть вытеснена давлением. Любые флюиды меняют прочностные свойства. Как это происходит в зоне субдукции: если есть поток флюидов, это означает, что плита не сплошная, она разрушается, становится аморфной, рыхлой. А сжатие и растяжение в таких условиях становятся весьма относительными понятиями.
– Сжатие и растяжение на всех участках земной коры происходит?
– Деформации земной коры есть везде. Если мы рассматриваем зону спрединга, то это поток глубинного расплавленного вещества, растягивающий кору. Если мы берём континентальные рифты, то на глубинах в 200-300 км идёт поток мантийного вещества, который формирует изгиб земной коры. По середине этой «горки» всё трескается и слои «разбегаются». То есть глубинность другая, а структура та же, во всяком случае, подобная.
В монографии показано, что растяжение и сжатие есть и там, и там. Во всяком случае, на современном этапе рассмотрения фокальных механизмов очагов землетрясений. Пока это единственный метод, потому что растяжение и сжатие надо либо в лабораторных условиях определять, либо ставить маркеры и смотреть, куда идёт движение. Но на таких глубинах, какие могут быть маркеры?
И в этой монографии сделан первый шаг – рассмотрены геодинамические режимы этих структур.
